黄河水沙调控体系建设关键问题研究

根据黄河水少沙多、水沙关系不协调的基本特征,分析了现状黄河水沙调控存在的问题:一是现状工程条件下,能提供的水流动力条件不足,联合调节水流和泥沙比较困难,不能较长时期维持小浪底水库拦沙期塑造的黄河下游中水河槽;二是现状工程运用不能解决协调宁蒙河段水沙关系和供水、发电之间的矛盾,宁蒙河道淤积萎缩,防凌防洪形势严峻;三是潼关高程居高不下。考虑防洪防凌、减淤、水资源配置等需求,研究提出了黄河水沙调控体系的总体布局,即以干流七大控制性骨干工程龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底为主体,海勃湾、万家寨水库为补充,支流陆浑、故县、河口村、东庄水库配合,共同构成工程体系,由监测体系、预报体系和决策支持系统构成非工程体系,为水沙联合调度提供技术支撑。从河道减淤、防洪防凌安全以及水资源优化配置等需求出发,研究了黄河水沙调控指标体系,定量提出了维持河道排洪输沙功能的调控指标、河段防洪防凌指标以及实现水资源有效管理的调控指标等。在此基础上,研究提出了水沙调控体系联合调控方式。从待建工程的开发任务、在水沙调控体系中的地位和作用以及黄河治理开发的迫切要求出发,分析确定了待建骨干工程的开发次序为古贤、黑山峡和碛口水利枢纽工程。古贤水利枢纽工程在黄河治理开发和管理中具有承上启下的战略地位,对于保障黄河防洪安全具有重要作用,建议尽快兴建古贤水利枢纽,争取在小浪底水库拦沙库容淤满前投入运用。     

黄河水沙调控体系规划关键问题研究

根据黄河水少、沙多,水沙关系不协调的基本特征,统筹考虑防洪、防凌、减淤、水资源配置等方面需求,分析提出了建设黄河水沙调控体系的任务、总体布局、联合运用机制。根据工程建设现状和存在的问题、待建工程在水沙调控体系中的任务和作用,分析了待建骨干工程的建设时机。结果表明:①目前已建的龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底4座控制性骨干工程在协调水沙关系方面还存在较大局限性;②龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底等干流骨干水库构成了黄河水沙调控体系的主体,其主要任务是对洪水、泥沙、径流进行有效调控,以满足维持黄河健康生命和经济社会发展的要求;③黄河水沙调控体系中各工程的任务各有侧重,但又具有紧密的系统性和关联性,必须做到统筹兼顾、密切配合、统一调度、综合利用;④要加快古贤、东庄水库的前期工作,深入论证黑山峡河段开发方案,并做好碛口水库的关键技术研究工作。     

黄河水沙调控体系建设初步研究

解决黄河水少沙多、水沙关系不协调的有效途径是增水(节水和外流域调水)、减沙(水土保持措施减沙,干支流水库拦沙,小北干流放淤)、调水调沙.完善的黄河水沙调控工程体系应包括黄河干流龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大骨干水库和支流泾河东庄水库、沁河河口村水库、伊洛河陆浑与故县水库等,非工程体系主要包括水沙预报系统、不同空间尺度和不同时间尺度的水沙调控调度模型等.黄河水沙调控工程体系必须保证黄河水沙的多年调节、满足调水调沙对水流动力的要求、能够调节水库泥沙、满足小北干流放淤对水沙条件的要求、确保黄河不断流以及支持流域经济社会发展等.     

黄河水沙调控体系与机制建设研究

围绕贯彻落实习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会讲话精神,分析了黄河水沙调控体系开发任务、体系构成和存在的问题,提出了完善水沙调控体系和健全调控机制对策:一是加快推进古贤、黑山峡重大水利工程建设,完善水沙调控工程体系;二是优化调度增强现状工程水沙调控能力、释放和增加现有工程调蓄能力、优化待建工程水沙调控运用方式、完善流域水沙调控管理体制机制,健全水沙调控机制。研究成果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供重要支撑。     

对黄河水沙调控体系建设的思考

近年来,黄河水利委员会在黄河水沙调控体系建设上进行了很多的探索和实践,如调水调沙试验,小北干流淤粗排细的放淤试验,包括下游标准化堤防建设等,目的都是为了解决水少沙多、水沙不协调以及其他一些由来已久的黄河老大难问题.     

从维持黄河健康生命角度看黄河水沙调控体系

把黄河水少、沙多、水沙关系不协调的自然特性作为解决黄河问题的主要矛盾,分析了当前黄河的健康状况,认为协调水沙关系是维持黄河健康生命的根本.从维持排洪输凌、输沙和保证河道低限水量等三个方面,分析了黄河健康生命对水沙调控体系的要求,提出了黄河水沙调控体系的总体布局和运用目标.水沙调控体系总体布局:以干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底七大控制性骨干工程为主体,海勃湾、万家寨水库为补充,与支流陆浑、故县、河口村、东庄水库共同构成.目标是维持黄河健康和支撑经济社会发展.     

黄河水沙过程调控与塑造下游中水河槽

随着黄河流域来水来沙过程的大幅变化及人类活动的加剧，黄河的健康状况日趋恶化。通过对黄河健康的内涵、维持黄河健康生命的理论与技术支撑、流域水沙资源优化配置数学模型、大型水利枢纽联合运用对黄河下游河道的减淤作用、塑造黄河下游河道中水河槽等方面的研究，提出了对黄河水沙调控体系的认识，并认为在目前实际的黄河水沙条件下，通过小浪底水库的调节，黄河下游河道经过5—8年的努力，是可以塑造出一个平滩流量为4000m^3／s左右的中水河槽的。     

对黄河水沙调控体系建设的几点看法

针对黄委的《黄河水沙调控体系建设》报告,对黄河水沙调控体系建设提出了几点看法：①小浪底水库的运用方式需要改变,即汛期要少蓄水,适当地排沙,增加排沙比;②依据目前黄河的来水量,黄河下游河道要达到4000—5000m^3／s的平滩流量的目标是有困难的;③应抓紧制定二级悬河的治理和滩区安全建设方案;④废除生产堤,使滩槽水沙充分交换,是黄河下游泥沙处理的根本途径;⑤开发黑山峡,修建大柳树水库,但水库不能以灌溉为主;⑥修建东庄水库能较好地减轻渭河下游的洪涝灾害;⑦三门峡水库非汛期的控制水位应该进一步降低。     

黄河水沙空间分布及其变化过程研究

本文对不同时期黄河水沙的空间分布及其变化过程进行了系统分析,研究结果表明,1950～2005年黄河年平均总水量约为593.5亿m3(其中包括水土保持减水量、干支流引水耗水量及河口入海水量),年平均总沙量约为17.9亿t(其中包括水土保持减沙量、水库拦沙量、引水引沙量、放淤固堤沙量、河道冲淤量及河口人海沙量),不同时期黄河水沙总量变化很大,但黄河总水沙量比基本稳定为0.03t/m3.1986年以来黄河下游来水来沙量减少的主要原因,一是上中游耗水减沙量增多,1986～1998年平均上中游水土保持减水和工农业引水等耗水量达213亿m3,水土保持减沙、水库拦沙、引水引沙和河道冲淤等沙量合计达8.57亿t,已分别占上中游总水沙量的45%和53%,二是自然气候条件改变,引起上中游1986～1998年平均总水量比1973～1985年减少约136亿m3,而上中游年平均总沙量只减少约0.7亿t,导致水少沙多的局面加重.由于自然条件的变化和人类活动的影响,黄河水沙空间分布更趋不合理,表现为主河槽萎缩、"二级悬河"加剧、河口退蚀等,引起小水大灾和生态恶化,防洪形势更为严峻,应通过水沙联合优化配置和泥沙资源化利用治理黄河的水沙灾害.     

黄河水沙分布状况及治理思路

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究黄河水沙分布状况及治理思路。研究认为:近年来,受人类活动的影响,黄河水沙分布发生了较大的变化,河道防洪形势也发生了相应变化。在充分认识多沙河流河床演变的自然规律的基础上,提出黄河水沙治理思路包括:减少上中游粗泥沙来源、利用洪水塑造河道主槽、增大高效输沙流量出现几率、强化水库水沙调控作用、改造游荡性河段河槽形态。     

黄河调水调沙对下游山东段的不利影响

通过资料收集和调研,对比分析近几年黄河山东段河底高程变化情况。结果表明,调水调沙的运行使得山东段黄河主槽刷深,提高了黄河山东段的防洪能力,但是也造成了山东省引黄闸的引水困难、引黄保证程度降低、渠道淤积加重等问题。提出平原水库建设和维护有可能成为今后引黄供水的工作重点。     

实施黄河泥沙处理与利用有机结合战略运行机制

研究表明,未来一个时期内黄河“水少、沙多,水沙关系不协调”的属性不可能发生根本改变,黄委在本次黄河流域综合规划中仍将“拦、排、调、放、挖”作为黄河综合治理的战略措施。随着治黄实践的逐步深入,除充分认识到调水调沙措施其中的分量之外,也更加意识到黄河水沙调控体系建设的紧迫性,意识到水库泥沙处理的重要性和艰巨性。实际上,20世纪80、90年代西北地区就做过中小型水库和拦泥库的泥沙处理现场试验,效果良好,但均因没有后续的资金作支撑而搁置。调研过程中我们还注意到,作为地方行为从库区抽出的泥沙直接排到其下游河道．没有考虑对黄河干流的影响和当初修建这些淤泥库的作用。故此,如何实现泥沙处理与利用的有机结合,形成连续的资金链条和良性循环的机制,以期黄河长治久安,是目前治黄工作必须直面的重大课题。     

黄河调水调沙对河口及其三角洲的影响和评价

分析了黄河调水调沙运用期进入河口的水沙条件,然后从三个方面包括防洪形势、生态环境变化、岸线变迁等,对黄河调水调沙运用对河口的积极影响进行了概括总结,文章最后指出:调水调沙作为河流治理最具生命力的举措和发展方向,如何发挥其更有效的作用,应切实注意解决好以下四个方面的问题:①调水调沙运用应注意解决多目标、多效应的协调和实现;②在进行调水调沙运用时,还应着力塑造相对有利的包括河床边界条件在内的其它相关条件;③应着力加强水文水情和河床演变趋势预报工作,科学决策调水调沙运用的时机和方式;④应科学对待调水调沙运用进入河口的泥沙问题。     

2002年黄河调水调沙试验河口形态变化

近年来黄河河口水沙条件基本处于维持不断流状态，汛期非汛期界限已非常不明显，河口形态变化基本特征发生明显改变。调水调沙试验前河口径流作用微弱，河口沙嘴长时间主要受潮流侵蚀作用逐渐向临界平衡状态调整。但是2002年7月调水调沙试验河口有一个14天的0．664亿t泥沙人海口门快速堆积过程，河口形态又形成一个不稳定的快速堆积状态。本文通过2001年6月与2002年7月两次拦门沙测验地形与相关水文资料，计算输海泥沙的数量及其分布，分析了该次调水调沙试验后河口形态特征变化。     

黄河泥沙对水质参数影响的研究

运用多年资料研究黄河水沙特点 :水少沙多、含沙量高 ,水沙导源 ,水沙量年际变化大 ,水沙年内分配不均 .泥沙是黄河来源面最广的非点源污染物 ,对排入黄河的污染物 (特别是重金属、有机物 )具有显著的吸附效应 ,成为污染物的载体 .文章分析了多沙河流水质监测评价执行国家标准所出现的特殊问题 ,并对黄河泥沙与若干水质参数的关系进行了研究 .     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

新情势下黄河口演变与整治研究思路

基于黄河口水沙变异的新情况以及经济发展和生态环境建设的新需求,提出新情势下黄河口演变与整治的研究思路。针对目前研究中需要突破的薄弱环节,瞄准国际河口学领域中的前沿问题,采用多学科交叉和多种研究手段,对黄河口开展创新研究。主要研究:黄河口水沙变异特征,尾闾河道枯萎机制及其演变响应,拦门沙演变响应过程及其反馈影响;河口泥沙通量,最大浑浊带、泥沙异重流形成机理,河口海岸淤进、蚀退及其动力平衡机制;黄河口陆海相互作用的整体数模,河口演变趋势与入海流路使用年限;新情势下黄河口治理对策及水土资源优化配置。     

黄河河流生命水权探讨

河流生命水权是指河流为维持自身健康生命所需要水资源的权利。相对于河流健康生命的层次,河流生命水权相应划分为河流维持其基本自然属性需要的水权和维持河道内生态需要的水权。研究了三次调水调沙试验的结果,基于多年均衡输沙以及适度淤积两种情况下,确定了不同调水调沙条件下的黄河输沙水权。分析了黄河生态环境需水量,确定了黄河生态环境水权。探讨了黄河河流生命水权实现的制度安排及障碍。     

引黄灌区水沙资源配置关键技术的研究

引黄灌区水沙资源配置关键技术包括灌区减沙沉沙技术、引水分沙技术、渠道输水输沙技术等。通过引黄灌区引沙和沉沙资料的分析，论述了引黄灌区减沙技术和对灌区有害的粗颗粒泥沙处理技术，前者主要是通过控制引水含沙量或减少引水量来实现，后者主要是通过有害泥沙的拦截和沉积来达到。结合渠道输水输沙能力，总结了提高灌渠输沙能力的工程措施和非工程措施，前者包括加大渠道比降、渠道衬砌、改造阻水建筑物、优化断面等，后者主要是指水沙调控技术。通过分析渠道引水分沙特征，进一步探讨了引黄灌区自流灌溉和提水灌溉的特点，指出自流灌溉的支渠引水含沙量略低于或等于干渠含水量，渠道处于增淤状态；若提水泵站及其进口合理布置，将会有利于渠道减淤。     

黄河水库群水沙资源化联合调度管理的若干思考

本文通过对黄河2003年秋汛洪水调度实践、黄河水沙资源和处理洪水泥沙措施的分析研究,提出要对黄河进行水库群水沙资源化联合调度管理的理念,水沙一体化、"科学拦蓄、调排有序、挖放结合、分滞兼顾"的调度管理思想及"场次洪水汛限水位"、洪水泥沙调度实行两个"二级分化"、拓宽分水分沙途径、水库群一体化调度等措施。并提出了相关实施建议。